(57)【要約】【課題】クラッチ・ディスクとして芯金入りのディスクを使用するクラッチ装置について、その芯金の金属疲労に伴うクッション量の変化をクラッチ制御に取り入れる。クラッチ・ディスクが長期間使用されても、いわゆる半クラッチの状態の制御をつねに厳密に行うことができるように構成する。【解決手段】クラッチの操作回数を計数して情報として保持しておく。そしてこの計数値に対応するクラッチ・ディスクのクッション量の変化を推定し、クラッチが滑る状態の制御をクラッチ・ディスクの特性変化にかかわらず正確に実行する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向にクッョン作用のあるクラッチ・ディスクを備えたクラッチの制御装置において、
クラッチの断続回数に対する前記クッション作用の変化特性があらかじめ記録されたマップと、新しいクラッチ・ディスクが装着されてからのクラッチの断続回数を計数する手段と、前記マップを参照し前記計数する手段により計数された断続回数に対応する前記クッション作用の変化特性に応じて前記クラッチ・ディスクを押圧するためのストロークを変更する手段とを備えたことを特徴とするクラッチの制御装置。
【請求項２】
前記クッション作用のあるクラッチ・ディスクは、二枚の板の間に波状に成形された金属板を挟む構造である請求項１記載のクラッチの制御装置。
【請求項３】
厚さ方向にクッョン作用のあるクラッチ・ディスクを備えたクラッチの制御装置において、
車両の走行距離に対する前記クッション作用の変化特性があらかじめ記録されたマップと、新しいクラッチ・ディスクが装着されてからの当該車両の走行距離を計数する手段と、前記マップを参照し前記計数する手段により計数された走行距離に対応する前記クッション作用の変化特性に応じて前記クラッチ・ディスクを押圧するためのストロークを変更する手段とを備えたことを特徴とするクラッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ・ディスクを備えた摩擦式クラッチの制御に利用する。とくに、クラッチ・ディスクとしてその厚み方向にクッション作用を設けた構造のクラッチ・ディスクを利用するクラッチの制御装置に関する。本発明は、クッション作用の経時変化を補償する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年摩擦式クラッチに利用されるクラッチ・ディスクとして、その厚さ方向にクッション作用が生じる構造を設けたものが利用されるようになった。その一例を説明すると、クラッチ・ディスクを二枚の合わせ板で構成するとともに、その二枚の板の間に金属の波板を挟む構造のものである。この金属の波板は、クラッチ・ディスクがその厚さ方向に押圧されたときに一種のスプリングとして作用する。すなわちクラッチ・ディスクにその厚さ方向の力が加わると、この金属の波板が変形することにより実質的なクラッチ・ディスクの厚さが小さくなる。そしてクラッチが開放されると、このクラッチ・ディスクの厚さははじめの値に復帰する。この作用により、クラッチ・ストロークの広い範囲で、クラッチ・ディスクが滑る状態を維持するようにクラッチを操作することができる。
【０００３】
このようなクラッチ・ディスクを採用したクラッチ装置では、運転者がクラッチ・ペダルによりクラッチの開閉制御を行う場合には、クラッチ・ストロークに対していわゆる半クラッチの範囲が実質的に広くなる利点がある。プログラム制御回路によりその開閉制御を実行するように構成されたクラッチ装置にも、このようなクラッチ・ディスクが利用されることになった。プログラム制御回路によりクラッチの開閉制御を実行する装置では、そのクラッチ・ディスクの厚さ方向にクッション作用があることを考慮してその半クラッチの領域を設定することができる。
【０００４】
プログラム制御回路が発生する情報にしたがってクラッチのストロークを制御する装置では、下記［特許文献１］（出願人、三菱自動車）に記載されたように、クラッチのミート位置の経時的な変更を自動的に学習して変更してゆく装置が知られている。この装置もクラッチのミート位置変更が大きくなると、保守整備によりその再調節が行われるものと理解される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７４２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記説明の厚さ方向にクッション作用のあるクラッチ・ディスクは、そのクッション作用に経時変化がある。厳密にはこれは経時変化ではなく、クラッチ・ディスクの圧縮回数に対応してクッション作用が劣化する現象である。このクッション作用の劣化は、クラッチ・ディスクに挟まれている芯金が、伸縮を繰り返す間に金属疲労を生じて、スプリング作用を示す厚さ方向の範囲が狭くなることによるものと考えられる。
【０００７】
これはクラッチ・ディスクの厚さそのものの変化とは次元の異なる現象である。クラッチ・ディスクの厚さの変化は、クラッチ・ディスクが使用されるとしだいにその表面が摩耗して、クラッチ・ディスクそのものの厚さが小さくなってゆく現象である。これに対してクッション作用の変化は、クラッチ・ディスクのクッション作用を有効に利用できる厚さ方向の範囲が、使用回数に応じて変化する現象である。
【０００８】
そしてそのクッション作用の変化をさらに詳しく観察すると、クラッチ・ディスクの厚さ方向のクッション作用が有効な領域が、そのクラッチ・ディスクの押圧繰り返し回数が大きくなるにしたがってしだいに狭くなることがわかる。さらにそのクッション作用が有効な領域幅は、クラッチ・ディスクの押圧回数に対して直線的に変化するのではなく、横軸を対数尺とするとき適正な右下がりの曲線で表示することができる特性になることがわかった（後から説明する図4参照）。
【０００９】
このクッション作用の変化は、そのクラッチ・ストロークがクラッチ・ペダルにより直接制御されるクラッチ装置に利用されている場合には、運転者の感覚にしたがって、運転者が無意識のうちに追従変化させることができる。しかし、クラッチ・ストロークがコンピュータ制御される場合には、クラッチ・ディスクの変化にしたがって、クラッチ・ストロークの制御をこれに追従させることが必要になる。
【００１０】
すなわち従来例装置では、クラッチ・ディスクの厚み方向のクッション作用が有効な範囲が、主として芯金の金属疲労により変化しているにもかかわらず、同一の制御論理によりクラッチ・ストロークを制御していたから、クッション作用のあるクラッチ・ディスクを使用しても、そのクラッチ・ディスクを長く使用すると、そのクラッチ制御はこのクラッチ・ディスクに設けられたクッション作用を適正に利用できなかったことになる。
【００１１】
本発明はこれを改良するものであって、クラッチ・ディスクとして厚さ方向にクッション作用を設けたクラッチ・ディスクを使用するクラッチの制御装置について、このクッション作用の変化に適正に対応することができるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。本発明は、その厚さ方向にクッション作用を設けたクラッチ・ディスクを利用するクラッチの制御装置について、そのクッション作用に変化があっても、クラッチ・ディスクを交換してからその寿命の全期間にわたり、適正にそのクッション作用を利用することができるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、厚さ方向にクッョン作用のあるクラッチ・ディスクを備えたクラッチの制御装置において、クラッチの断続回数に対する前記クッション作用の変化特性があらかじめ記録されたマップと、新しいクラッチ・ディスクが装着されてからのクラッチの断続回数を計数する手段と、前記マップを参照し前記計数する手段により計数された断続回数に対応する前記クッション作用の変化特性に応じて前記クラッチ・ディスクを押圧するためのストロークを変更する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記クッション作用のあるクラッチ・ディスクは、二枚の板の間に波状に成形された金属板を挟む構造とすることができる。
【００１４】
前記クラッチの断続回数を計数する手段に代えて、車両の走行距離の情報を利用して本発明を実施することができる。
【００１５】
本発明の装置は、上記説明のようにその厚さ方向にクッション作用のあるクラッチ・ディスクを使用し、このクッション作用が有効な範囲が変化することに対応するものであり、クラッチ・ディスクの厚さそのものが、摩耗その他により変化する現象に対応するものとは次元の異なる現象に対応するものである。本発明は、従来から知られているクラッチ・ディスクの厚さの変化に対応してクラッチ・ストロークの制御論理を変更する装置とは、別の技術思想に基づく装置である。本発明は、クラッチ・ディスクの厚さの変化に対応してクラッチ・ストロークの制御論理を変更する装置と、一つの装置の中に併せて実施することもできる。上記［特許文献１］に記載された発明も、クラッチ・ストロークの制御論理をクラッチ・ディスクの厚さの変化に対応して変更するものであり、上記［特許文献１］には本発明の技術思想についての言及はない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、クラッチ・ディスクとして厚さ方向にクッション作用を設けたクラッチ・ディスクを使用するクラッチの制御装置において、このクッション作用の変化に適正に対応することができるクラッチ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）
図面を参照して本発明実施例装置についてさらに詳しく説明する。図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。これは大型車両であってディーゼル機関を搭載した貨物用車両に本発明を実施したものである。エンジン１の動力出力軸にクラッチ２が連結され、このクラッチ２の出力軸に変速機３が連結され、この変速機３の出力軸は車軸に回転動力を伝達するためのプロペラ軸５である。
【００１８】
上記クラッチ２は乾式のクラッチ板を備えた摩擦式クラッチにより構成される。このクラッチ２の機械的な開閉制御はクラッチ・ブースタ６により行われる。クラッチ・ブースタ６へはその駆動エネルギとして空気圧が送られていて、この空気圧の開閉操作は、クラッチ・アクチュエータ８から供給される油圧により実行される。このクラッチ・アクチュエータ８は電気信号により制御される。
【００１９】
上記変速機３は前進７段後退１段のギヤ組み合わせにより構成されたよく知られた装置であり、その変速機３のギヤ切換えは変速制御装置４により機械的に制御される。変速制御装置４にはその切換え制御のための動力源として、車両の空気圧が供給されている。変速制御装置４の内部には、この空気圧により作動する複数の空気圧シリンダ（図示せず）が設けられ、この空気圧シリンダへの空気圧を供給するための開閉弁は電気信号により制御される。
【００２０】
上記変速制御装置４およびクラッチ・アクチュエータ８に供給される電気信号は、変速制御回路１１に含まれるクラッチ制御回路１０が発生する。この変速制御回路１１はプログラム制御回路を含む論理回路である。本発明のクラッチ制御装置の制御論理は、このプログラム制御回路にソフトウエアとして実装されるとともに、この変速制御回路１１が発生する出力電気信号により実行される。
【００２１】
エンジン１に燃料を供給する燃料ポンプ１３は、エンジン制御回路１２により制御される。このエンジン制御回路１２もプログラム制御回路である。このエンジン制御回路１２および上記変速制御回路１１は、通信バス１４により連結されて、相互に情報を共有するように構成されている。この構成もよく知られた構成である。
【００２２】
変速制御回路１１には入力インターフエイス（Ｉ／Ｏ）を介して、アクセル・ペダル９の操作量（Ａ）、エンジン１に設けられた回転センサからのエンジン回転速度（Ｎｅ）、クラッチ２の出力軸に設けられた回転センサからのクラッチ回転速度（Ｎｃ）、プロペラ軸５に設けられた回転センサからの車速（ｖ）、およびクラッチ・ストローク・センサ７からのクラッチ・ストローク（Ｓ）を電気信号として取込み、これを入力情報とする。そして変速制御回路１１は、本発明に係る出力情報として、クラッチの摩耗警報ＡＬを送出する。
【００２３】
運転者は車両を発進させようとして、エンジンを始動し、変速装置をＤ（ドライブ位置）に設定する。これに対応して変速制御回路１１は、クラッチ・アクチュエータ８を駆動し、クラッチ・ブースタ６に空気圧を供給してクラッチ２を断状態に設定する。さらに変速制御回路１１は、変速制御装置を駆動して変速機３のギヤ組み合わせを前進２段に設定する。運転者がアクセル・ペダル９を緩やかに踏み込むと、エンジン回転速度がしだいに上昇し、それに対応してクラッチ制御回路１０はクラッチ・アクチュエータ８の出力油圧をゆるやかに上昇させる。これに応じてクラッチ・ブースタ６の空気圧が緩やかに減圧方向に制御されて、クラッチ２のクラッチ・ディスクが滑る状態となり、エンジン１の出力トルクが変速機３に伝達される。
【００２４】
ここで本発明のクラッチ制御装置に利用されるクラッチ・ディスクについて説明する。図２はクラッチ装置の要部機械構造を説明するための断面構造図である。このクラッチ装置はクラッチ・ディスク２０をプレッシャ・プレート２１によりフライホイール２２に押し付けることにより、フライホイール２２の回転動力をクラッチの出力軸２４に伝達する。ここで本発明実施例装置に利用されるクラッチ・ディスク２０は二枚の重ね板の間に芯金２３が挟み込まれた構造をなしている。この芯金２３はクラッチ・ディスクの厚さｄの方向にスプリング作用をもたらす。
【００２５】
すなわち、レリーズ・レバー２６が矢印のように回動し、レリーズ・ベアリング２５が出力軸２４に沿って左方に鎖線位置まで移動する。これによりダイアフラム・スプリング２７がプレッシャ・プレート２１を図の左方に押し、この動作によりクラッチ・ディスク２０がフライホイール２２に押し付けられる。このとき厚さｄが短くなる方向に変化する。プレッシャ・プレート２１の押し付け力がなくなると、この厚さｄが元の値に復元する。これによりクラッチ・ストロークの広い範囲でクラッチが滑る状態、すなわち半クラッチの状態を維持させるようにクラッチ制御を実行することができる。
【００２６】
ところがクラッチ・ディスク２０の厚さｄは、クラッチ・ディスク２０に押し付け荷重を繰り返し加えると、元の値に復元しなくなる現象がある。これは芯金２３の金属疲労によるものと理解される。これを図３を参照して説明する。図３は、横軸に押し付け荷重Δｗをとり、縦軸にクッション量Δｄをとる特性図である。すなわちクラッチ・ディスク２０をプレッシャ・プレート２１によりフライホイール２２に荷重ｗ0にて押し付けるとき、その荷重の変化分Δｗを横軸にとる。そしてクラッチ・ディスク２０の厚さｄの変化分Δｄを縦軸にとる。そうすると新品のクラッチ・ディスクについては実線で表示するような特性になるが、クラッチ・ディスクに対する押し付け荷重を繰り返し加えると、破線で示すような特性になる。すなわちクラッチ・ディスクの厚さｄの変化分Δｄはｄ0（Δｄ＝ｄ0）であったものが、多数回の押し付け荷重の繰り返しによりｄ3になる（Δｄ=ｄ3）。
【００２７】
図４はこの押し付け荷重の繰り返し回数ｎとクッション量Δｄとの関係を示す図である。すなわち押し付け荷重の繰り返し回数ｎを横軸にとり、クッション量Δｄを縦軸に表示する。この横軸の回数ｎは対数尺であることに注意すべきである。クラッチ・ディスクが一種のスプリングとして作用する厚さ方向の変位は、クラッチ・ディスクの押し付け荷重の繰り返しによりしだいに小さくなる。
【００２８】
本発明のクラッチ制御装置では、この図４に相当する特性曲線を上記説明のクラッチ制御回路１０の中に保持しておく。それとともに、クラッチの操作回数を累積計数してゆき、その時点でのクラッチ・ディスクのクッション量に対応するように、図４に示す特性を参照して、クラッチ・ストロークを制御するものである。さらに定性的にこれを説明すると、芯金入りのクラッチ・ディスクは、クラッチ・ディスクに荷重を加えるごとにすこしずつ劣化して、そのクッション作用を利用することができるストローク範囲がしだいに狭くなる。この狭くなるストローク範囲について、利用するクラッチ・ディスクごとに定量的に保持しておき、クラッチ・ディスクのクッション量をつねに適正に利用することができることになる。
【００２９】
（実施例２）
上記実施例１では、クラッチの操作回数を累積計数するように説明したが、実用的にはクラッチの操作回数に代えて、車両の走行距離の情報を利用するように構成しても本発明を実施することができる。すなわち上記説明の図４の横軸をクラッチ・ディスクを交換してからの車両の走行距離として装置を構成するものである。
【００３０】
図４の横軸として、クラッチの操作回数を累積計数することは、きわめて原理的でありクラッチ・ディスクの変化に正確に対応させることができるが、一般車両ではクラッチの操作回数についての情報は用意されていない。クラッチの操作回数を計数するには、従来装置に新たな構成を付加することが必要である。これに対して車両の累積走行距離の情報はどの車両にも保持されている。
【００３１】
車両の走行距離が大きくなればクラッチの操作回数も大きくなる。車両の走行距離に対してクラッチの操作回数は必ずしも比例するものではなく、車両の利用形態によってもその比例定数は異なるが、クラッチ・ディスクの特性の変更に対応させる値としては、実用的に十分なていどに有用である。車両の走行距離の情報を利用するならば、クラッチ・ディスクが交換されたときに計数値をリセットすることができるように、別の計数手段を設ける構成とすることが望ましい。これはソフトウエアの小さい変更により実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の装置により、クラッチ・ストロークをクラッチ・ディスクの変化に対応させてつねに最適な状態で制御することができる。したがって、いわゆる半クラッチの状態を巧みに利用して車両を走行させる高度なクラッチ制御を実現するように利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図２】本発明に利用する芯金入りのクラッチ・ディスクを説明する断面構造図。
【図３】押し付け荷重に対するクッション量を示す特性図。
【図４】クラッチの断接回数に対するクッション量の変化を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１    エンジン
２    クラッチ
３    変速機
４    変速制御装置
５    プロペラ軸
６    クラッチ・ブースタ
７    クラッチ・ストローク・センサ
８    クラッチ・アクチュエータ
９    アクセル・ペダル
1０  クラッチ制御回路
１１  変速制御回路
１２  エンジン制御回路
１３  燃料ポンプ
１４  通信バス
２０  クラッチ・ディスク
２１  クラッチ・プレッシャ・プレート
２２  フライホイール
２３  芯金
２４  出力軸
２５  レリーズ・ベアリング
２６  レリーズ・レバー
２７  ダイアフラム・スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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